2024-2025學(xué)年高中物理第十一章2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述練習(xí)含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE72.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述基礎(chǔ)鞏固1如圖所示,彈簧振子以O(shè)為平衡位置,在BC間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),則()A.從B→O→C為一次全振動(dòng)B.從O→B→O→C為一次全振動(dòng)C.從C→O→B→O→C為一次全振動(dòng)D.從D→C→O→B→O→D為一次全振動(dòng)解析：(1)從全振動(dòng)中路程與振幅間的固定關(guān)系上解決本題:A項(xiàng)對(duì)應(yīng)的路程是振幅的2倍,B項(xiàng)所述過(guò)程為振幅的3倍,C、D所述過(guò)程中路程為振幅的4倍,故C、D兩項(xiàng)正確。(2)從全振動(dòng)意義上解答此題:即物體完成一次全振動(dòng)時(shí),肯定回到了初始位置,且以相同的速度回到初始位置,可推斷C、D兩項(xiàng)正確。答案：CD2關(guān)于振幅,下列說(shuō)法正確的是()A.振幅是矢量,方向是從平衡位置指向最大位移處B.振幅描述的是物體振動(dòng)的快慢C.振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離叫振幅,是標(biāo)量D.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振子在振動(dòng)的過(guò)程中振幅是不斷變更的解析：振幅是振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離,是標(biāo)量,振幅的大小表示振動(dòng)的強(qiáng)弱,振幅越大,表示振動(dòng)越強(qiáng),對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)來(lái)講,振子在振動(dòng)的過(guò)程中振幅是不變的。故正確選項(xiàng)為C。答案：C3關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率,下列說(shuō)法正確的是()A.頻率越高,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度越大B.頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)速度的方向變更的次數(shù)越多C.頻率是50Hz時(shí),1s內(nèi)振動(dòng)物體速度方向變更100次D.彈簧振子的振動(dòng)頻率與物體通過(guò)平衡位置時(shí)的速度大小有關(guān)解析：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率與物體運(yùn)動(dòng)的快慢沒(méi)有關(guān)系,描寫(xiě)物體運(yùn)動(dòng)的快慢用速度,而速度是變更的,假如說(shuō)物體振動(dòng)過(guò)程中最大速度越大,也不能說(shuō)明它的頻率越大,振動(dòng)得越快和運(yùn)動(dòng)得越快意義是不同的,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在一個(gè)周期內(nèi)速度的方向變更兩次,頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)所包含的周期個(gè)數(shù)越多,速度方向變更的次數(shù)就越多,故B、C項(xiàng)正確;彈簧振子的頻率與物體通過(guò)平衡位置的速度沒(méi)有關(guān)系,它由振動(dòng)系統(tǒng)(質(zhì)量m和彈簧的勁度系數(shù)k)確定,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：BC4一做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的振動(dòng)圖象如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.振動(dòng)周期2×10-2sB.前2×10-2s內(nèi)物體的位移是-10cmC.物體振動(dòng)的頻率為25HzD.物體振動(dòng)的振幅為10cm解析：該題考查了從圖象中獲得信息的實(shí)力。周期是完成一次全振動(dòng)所用的時(shí)間,在圖象上是兩相鄰極大值間的距離。所以周期是4×10-2s,A項(xiàng)錯(cuò)誤。又f=1T,所以f=25Hz,則C項(xiàng)正確。正、負(fù)極大值表示物體的振幅,所以振幅A=10cm,則D項(xiàng)正確。前2×10-2s內(nèi)初位置是0,末位置是0,依據(jù)答案：CD5一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振幅是4cm,頻率為2.5Hz,該質(zhì)點(diǎn)從平衡位置起向正方向運(yùn)動(dòng),經(jīng)2.5s,質(zhì)點(diǎn)的位移和路程分別是()A.4cm、24cm B.-4cm、100cmC.0、100cm D.4cm、100cm解析：由f=1T得T=1f=0.4s,Δt=2.5s=254T。每個(gè)周期質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為4答案：D6有一個(gè)彈簧振子,振幅為0.8cm,周期為0.5s,初始時(shí)刻具有負(fù)方向的最大加速度,則它的振動(dòng)方程是()A.x=8×10-3sinB.x=8×10-3sinC.x=8×10-1sinD.x=8×10-1sin解析：A=8×10-3m,T=0.5s,ω=2πT=4π,初始時(shí)刻具有負(fù)方向的最大加速度,則初相位為φ=π2答案：A7一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),先后以同樣大小的速度通過(guò)相距10cm的A、B兩點(diǎn),且由A到B的過(guò)程中速度方向不變,歷時(shí)0.5s(如圖)。過(guò)B點(diǎn)后再經(jīng)過(guò)t=0.5s質(zhì)點(diǎn)以方向相反、大小相同的速度再次通過(guò)B點(diǎn),則質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期是()A.0.5s B.1.0sC.2.0s D.4.0s解析：依據(jù)題意,由振動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知:AB的中點(diǎn)(設(shè)為O)為平衡位置,A、B兩點(diǎn)對(duì)稱(chēng)分布于O點(diǎn)兩側(cè)。質(zhì)點(diǎn)從平衡位置O向右運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間應(yīng)為tOB=12×0.5s=0.25s。質(zhì)點(diǎn)從B向右到達(dá)右方極端位置(設(shè)為D)的時(shí)間tBD=12×0.5s=0.25s。所以質(zhì)點(diǎn)從O到D的時(shí)間tOD=14T=0.25s答案：C8兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)分別為x1=4asin4πbt+π2,x之比、各自的頻率以及它們的相位差。解析：振幅之比A1A2=4a2a=21。它們的頻率相同,都是f=答案：2∶12b2bπ實(shí)力提升1某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其位移隨時(shí)間變更的關(guān)系式為x=AsinπA.第1s末與第3s末的位移相同B.第1s末與第3s末的速度相同C.3s末至5s末的位移方向都相同D.3s末至5s末的速度方向都相同解析：由x=Asinπ4t知,周期答案：AD2如圖所示,某試驗(yàn)室中靜止懸掛著一彈簧振子和一單擺,彈簧振子的彈簧和小球(球中間有孔)都套在固定的光滑豎直桿上。假設(shè)某次有感地震的震源恰好位于該試驗(yàn)室的正下方幾十千米處,且此次地震中同一振源產(chǎn)生的地震縱波和橫波的頻率相同,縱波波長(zhǎng)大于橫波波長(zhǎng)。則可在試驗(yàn)室中視察到的現(xiàn)象是()A.單擺的橫向搖擺先于彈簧振子的上下振動(dòng)B.彈簧振子的上下振動(dòng)先于單擺的橫向搖擺C.彈簧振子和單擺同時(shí)起先振動(dòng)和搖擺D.無(wú)法確定哪個(gè)先起先振動(dòng)答案：B3一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變更的關(guān)系是x=5sin5πtcm,則下列推斷正確的是()A.該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.2sB.前1s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程是100cmC.0.4s到0.5s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度在漸漸減小D.t=0.6s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能為0答案：C★4A、B兩人先后視察同一彈簧振子在豎直方向上下振動(dòng)的狀況。(1)A起先視察時(shí),振子正好在平衡位置并向下運(yùn)動(dòng),試在圖甲中畫(huà)出A視察到的彈簧振子的振動(dòng)圖象。已知經(jīng)過(guò)1s后,振子第一次回到平衡位置,振子振幅為5cm(設(shè)平衡位置上方為正方向,時(shí)間軸上每格代表0.5s)。(2)B在A視察3.5s后,起先視察并記錄時(shí)間,試在圖乙上畫(huà)出B視察到的彈簧振子的振動(dòng)圖象。解析：(1)由題意知,振子的振動(dòng)周期T=2s,振幅A=5cm。依據(jù)正方向的規(guī)定,A視察時(shí),振子從平衡位置向-x方向運(yùn)動(dòng),經(jīng)t=0.5s,達(dá)到負(fù)向最大位移。畫(huà)出的A視察到的振子的振動(dòng)圖象如圖甲所示。(2)因?yàn)閠=3.5s=74T,根據(jù)振動(dòng)的重復(fù)性,這時(shí)振子的狀態(tài)跟經(jīng)過(guò)時(shí)間t'=34T的狀態(tài)相同答案：見(jiàn)解析5如圖所示,A、B為兩彈簧振子的振動(dòng)圖象,求它們的相位差。解析：該題考查相位差的求法,由圖象可知這兩個(gè)振子振動(dòng)的周期相同,均為0.4s,因此有確定的相位差。而相位差為初相之差。t=0時(shí),xA=AsinφA,xA=0,φA=0xB=AsinφB,xB=-A,φB=-φA-